KR101241674B1 - 픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법 - Google Patents

픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광전 변환부(PD); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD); 상기 광전 변환부로부터의 전하를 상기 전하 저장부로 전송하는 제1 스위칭부(TX); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX); 및 상기 전하 저장부에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 픽셀, 픽셀 어레이, 이미지 센서 및 이의 구동 방법에 관한 것으로서 고조도 및 저조도 모두에서의 빛의 센싱 능력을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법{PIXEL, PIXEL ARRAY, IMAGE SENSOR INCLUDING THE SAME AND METHOD FOR OPERATING THE IMAGE SENSOR}
본 발명은 픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법에 관한 것이다.
이미지 센서의 품질을 나타내는 데 있어, 중요한 판단 기준이 되는 것 중에 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 다이내믹 레인지는 일반적으로 입력 신호를 왜곡하지 않으면서 신호를 처리할 수 있는 최대 범위를 나타낸다. 이미지 센서의 경우에는 다이내믹 레인지가 넓을수록 넓은 범위의 명도 변화에 관계없이 좋은 이미지를 얻을 수 있다.
그러나 기존의 컬러 이미지 센서는 다이내믹 레인지가 좁아서 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue) 중 어느 하나 이상의 컬러가 포화상태인 경우 이미지 원래의 색을 잘 표현하지 못하는 단점이 있다. 이러한 다이내믹 레인지가 좁은 단점을 극복하기 위하여 WDR(Wide Dynamic Range) 픽셀(Pixel)을 구현하는 방법이 제시되고 있다.
일 방법으로서, 기존 이미지센서 구조에서 빛의 조사시간을 조절하면서 WDR 동작을 구현하도록 하는 기술이 있다.
다른 방법으로서, FD(Floating Diffusion) 커패시티(capacity)의 변화를 줄 수 있도록 추가적인 커패시터를 구비하고, 추가적인 커패시터를 조절하는 트랜지스터(Tr)를 추가하는 픽셀(Pixel)의 구조를 갖도록 함으로써, 빛의 강도가 증가함에 따라 생성되는 PD(Photo Diode)로부터 초과 전하(overflow charge)로서 고조도에서의 생성된 전하(charge)를 추가된 커패시터에 저장하는 방법이 있다.
또다른 방법으로서, 한 개의 픽셀(Pixel) 내에 독립적인 2개의 PD를 갖게한 후 2개의 PD에서 독립적으로 생성된 전하(charge)를 합성하여 WDR 픽셀(Pixel)을 구현하는 방법 등이 있다.
그러나, 일 방법에 의하면 빛의 강도 변화, 예를 들어 저조도와 고조도 조건과 관계없이 일정한 센서티버티(Sensitivity)를 갖게 되어 저조도에서 어두운 열화 특성의 이미지를 갖게 되는 문제가 있고, 또한, 기존 픽셀동작 중에 고조도에서의 픽셀 동작을 위한 추가 타이밍(Timing) 조절에 제한이 발생하게 되는 문제가 있다.
또한, 추가적인 커패시터와 트랜지스터(Tr)를 이용하여 빛의 강도 조건에 따라 센서티버티(Sensitivity)의 특성을 개선한 다른 방법과 한 개의 픽셀 내에 두개의 PD를 각각 구동하는 또다른 방법의 경우 픽셀(Pixel) 내의 필팩터(Fill factor)가 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 높은 필팩터(Fill Factor)를 유지하면서 센서티버티(Sensitivity)가 향상되도록 하기 위하여, 고조도에서 변환된 광 전하를 제거 스위칭부를 이용하여 일부 제거함으로써 고조도의 빛 영역을 폭넓게 감지할 수 있는 픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 픽셀은 광전 변환부(PD); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD); 상기 광전 변환부로부터의 전하를 상기 전하 저장부로 전송하는 제1 스위칭부(TX); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX); 및 상기 전하 저장부에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명에 따른 픽셀 어레이는 상기 픽셀을 어레이로서 가진다.
본 발명에 따른 이미지 센서는 상기 픽셀 어레이를 포함한다.
본 발명에 따른 이미지 센서의 구동 방법은, 광전 변환부(PD); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD); 상기 광전 변환부로부터의 전하를 상기 전하 저장부로 전송하는 제1 스위칭부(TX); 상기 광전 변환부에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX); 및 상기 전하 저장부에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 이미지 센서에 있어서, 상기 제2 스위칭부는 온 전압, 오프 전압 및 이들 사이의 적어도 두 개의 전압값에 따라 단계적으로 변화하는 동작 전압에 따라 구동된다.
본 발명에 따르면 고조도의 빛의 센싱 능력이 향상된 이미지 센서 및 이의 구동 방법을 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀어레이의 회로(circuit)를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽셀어레이의 회로(circuit)를 나타낸다.
도 3은 실시예에 따른 픽셀어레이의 회로에 대한 타이밍도(Timing diagram)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서에 입사되는 빛의 세기의 변화에 따른 출력값의 세기를 나타내는 그래프이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 어레이의 회로(circuit)를 나타낸다. 도 1에서는 단위 픽셀 회로(10) 및 전원 전압(VDD)으로 구성된 픽셀 어레이(100)를 예시하고 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 어레이는 복수개의 픽셀을 어레이로 갖는 회로로 구성될 수 있다. 도 1에서는 단위 픽셀(10)만을 예로 들어 설명한다.
본 발명에 따른 실시예는 WDR(Wide Dynamic Range) 픽셀, 픽셀 어레이, 및 픽셀 어레이를 포함하는 이미지센서에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 픽셀 어레이(100)는 광전 변환부(PD), 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD), 광전 변환부(PD)로부터의 전하를 전하 저장부(FD)로 전송하는 전달 스위칭부(TX), 광전 변환부(PD)에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압(VDD)으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX) 및 전하 저장부(FD)에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 출력부는 도 1에서 예시되는 드라이브 스위칭부(DX), 선택 스위칭부(SX) 및 출력 전압 단자(Vout) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1에서 예시되는 스위칭부(TX, PDCX, RX, DX, SX)는 CMOS 트랜지스터로 구성되고, 전하 저장부(FD)는 커패시터로 구성될 수 있다. 또한, 픽셀 어레이(100)는 전원 전압(VDD)를 포함할 수 있고 복수의 픽셀 회로가 존재하는 경우 각 픽셀 회로는 전원 전압(VDD)을 공유할 수 있다.
광전 변환부(PD)는 빛을 수집하여 전하로 변환하여 저장하며, 포도다이어드(photodiode)로 구성될 수 있다. 광전 변환부(PD)는 유한한 전하 저장 능력을 가지므로, 고조도의 빛으로부터 변환된 전하의 전하량이 광전 변환부(PD)의 전하 저장 능력을 초과하는 경우에는 전달 스위칭부(TX) 및 분배 스위칭부(PDCX)가 오프되어 있어도 전하 저장부(FD1), 전원 전압(VDD) 또는 다른 영역으로 누설될 수 있다. 이에 따라 고조도상에서는 오버플로우 차지(overflow charge)에 따른 빛에 대해 감지할 수 없는 단점이 생긴다.
분배 스위칭부(PDCX)는 분배 제어 신호에 응답하여 광전 변환부(PD)에 저장된 전하를 전원 전압(VDD)로 전송할 수 있다. 분배 스위칭부(PDCX)가 씨모스 트랜지스터인 경우 분배 제어 신호는 게이트에 인가되는 동작 전압(V1)일 수 있다. 동작 전압(V1)은 트랜지스터의 특성에 따라 온 전압 및 오프 전압의 사이에 적어도 하나 이상 존재하는 전압값으로 설정될 수 있다.
예컨대, 분배 스위칭부(PDCX)의 온(ON) 전압이 3V, 오프(OFF) 전압이 0V인 경우 이들 사이 범위의 동작 전압으로서 1.5V만을 인가하여도 분배 스위칭부(PDCX)가 동작할 수 있다. 예컨대, 고조도의 빛이 입사되어 광전 변환부(PD)의 저장 능력을 초과하여 전하가 축적되고 있고, 분배 스위칭부(PDCX)의 동작 전압(V1)으로서 1.5V를 인가하는 경우, 광전 변환부(PD)에 저장된 전하 전체 중 일부만이 분배 스위칭부(PDCX)를 경유하여 전원 전압(VDD)로 전달될 수 있다. 전원 전압(VDD)로 전달된 전하는 소멸된다. 분배 스위칭부(PDCX)에 인가되는 동작 전압(V1)을 온 전압에 가깝게 설정할 수록 광전 변환부(VDD)에서 생성, 저장된 전하량 중 전체에 가까운 전하량이 전원 전압(VDD)에 전달될 수 있다. 따라서, 중저도 또는 저저도의 빛이 입사되어 광전 변환부(PD)에 축적되는 경우, 분배 스위칭부(PDCX)의 동작 전압(V1)을 낮게 설정하면 광전 변환부(PD)에 축적된 전하가 전원 전압(VDD)로 전달되지 않을 수 있다. 분배 스위칭부(PDCX)에 인가되는 동작 전압값 및 전원 전압 (VDD)로 전달되는 전하량 간 관계 및 동작은 후술한다.
전달 스위칭부(TX)는 전달 제어 신호에 응답하여 광전 변환부(PD)에 저장된 전하를 전하 저장부(FD)에 전송할 수 있다. 전달 스위칭부(TX)가 씨모스 트랜지스터인 경우에는 상기 전달 제어 신호는 게이트에 인가되는 전압일 수 있다.
전하 저장부(FD)는 일단이 분배 스위칭부(PDCX)와 전달 스위칭부(TX)의 사이에 연결되고 타단이 접지 전압에 연결된 커패시터로 구성될 수 있다. 또한, 전하 저장부(FD)는 리셋 스위칭부(RX)에 의하여 리셋될 수 있다.
드라이브 스위칭부(DX)는 선택 스위칭부(SX)의 동작에 응답하여 전하 저장부(FD1, FD2) 죽 적어도 하나에 저장된 전하를 출력단자(Vout)로 전달할 수 있다. 드라이브 스위칭부(DX)는 소스팔로워(source follower)와 같은 증폭기로서 동작할 수도 있다. 또한 상술한 바와 같이 드라이브 스위칭부(DX), 선택 스위칭부(SX) 및 출력 단자(Vout)는 본 발명의 출력부를 구성할 수 있다.
이상, 도 1에서 예시되는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀(10) 및 픽셀 어레이(100)에 대해 설명하였다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽셀 어레이(200)의 회로(circuit)를 나타낸다. 도 2를 참조하면 전원 전압(VDD), 리셋 스위칭부(RX), 전하 저장부(FD), 드라이브 스위칭부(DX), 선택 스위칭부(SX) 및 출력 단자(Vout)에 대한 구성은 도 1과 동일하고, 나머지 구성요소가 각각 더 구비되어 있다. 즉, 광전 변환부(PD1), 전달 스위칭부(TX1), 분배 스위칭부(PDCX)가 하나의 분배 회로(20)를 구성하고, 이 분배 회로(20)와 동일한 분배 회로(22)가 더 구비되어 있다. 즉, 두 개 분배 회로(20, 22)는 각각의 광전 변환부(PD1, PD2) 및 스위칭부(PDCX1, PDCX1, TX1, TX2)를 구비하고, 전하 저장부(FD), 전원 전압(VDD) 및 출력부를 서로 공유할 수 있다. 이렇게 복수의 분배 회로가 소자들을 공유함으로써 소자의 배치 면적을 감소시켜 장치의 집적화를 도모할 수 있다. 도 2에서는 2개의 분배 회로가 예시되어 있지만, 이에 한정되지 않고 3개 이상의 분배 회로가 전원 전압(VDD) 및 출력부를 서로 공유하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 어레이의 회로의 동작에 대한 타이밍도(Timing diagram)로서, 도 1에서 예시되는 회로에 대한 1 주기(T) 동안의 동작 타이밍도를 나타낸다.
먼저, 시각(T0)에 전달 스위칭부(TX)를 동작시켜 광전 변환부(PD)에 축적된 전하를 전하 저장부(FD)에 전달한다. 이와 동시에 또는 이후에 리셋 스위칭부(RX)를 동작시키면 전하 저장부(FD)에 저장된 전하가 모두 제거될 수 있다. 즉, 구간(T0 ~ T1) 동안에 광전 변환부(PD) 및 전하 저장부(FD)에 저장된 전하를 모두 제거하여 픽셀 어레이를 초기화시킨다.
다음에, 시점(T2)에 분배 스위칭부(PDCX)를 동작시킨다.
구체적으로, 분배 스위칭부(PDCX)의 게이트에 최고 전압 Vmax(max turn on voltage)보다 작은 전압(Va)를 인가한다. 동작 전압(Va)를 인가하면 최고 전압(Vmax)을 인가할 때 전원 전압(VDD)으로 전달되는 전하보다도 그 전압차(Vmax - Va)의 크기에 대응하는 전하가 전원 전압(VDD)으로 전달되지 않고 광전 변환부(PD)에 잔존하게 된다. 즉, 전압차(Vmax - Va)의 크기에 대응하는 전하를 버리지 않고 센싱할 수 있게 된다. 구간(T2 ~ T3)동안에도 광전 변환부(PD)에서는 빛의 입사에 의해 전하가 생성, 축적되고 있다.
다음에, 시점(T3)에, 분배 스위칭부(PDCX)의 게이트에 동작전압(Va)보다 작은 동작 전압(Vb)를 인가한다. 동작 전압(Vb)를 인가하면 최고 전압(Vmax)을 인가할 때 전원 전압(VDD)으로 전달되는 전하보다도 그 전압차(Vmax - Vb)의 크기에 대응하는 전하가 전원 전압(VDD)으로 전달되지 않고 광전 변환부(PD)에 잔존하게 된다. 즉, 전압차(Vmax - Vb)의 크기에 대응하는 전하를 버리지 않고 센싱할 수 있게 된다. 마찬가지로, 구간(T3 ~ T5)동안에도 광전 변환부(PD)에서는 빛의 입사에 의해 전하가 생성, 축적되고 있다.
동일한 방식으로, 구간(T5 ~ T8)동안에는 분배 스위칭부(PDCX)에 동작 전압(Vc)를 인가함으로써 전압차(Vmax - Vc)의 크기에 대응하는 전하가 전원 전압(VDD)으로 전달되지 않고 광전 변환부(PD)에 잔존하게 된다.
한편, 구간(T5 ~ T8) 내 시점(T&)에 리셋 스위칭부(RX)를 동작시켜 전하 저장부(FD)를 리셋시킨다. 이 경우 고조도상에서 누설되어 전하 저장부(FD)에 저장된 전하가 제거될 수 있다. 이후, 전달 스위칭부(TX)를 시점(T9)에 동작시켜 광전 변환부(PD)에 저장된 전하를 전하 저장부(FD)로 전달시킨다. 이 때, 전달 스위칭부(TX)의 동작 전압을 Vc에서 Voff로 변화시킨 시점(T8) 후 전달 스위칭부(TX)를 동작시키기 전까지 소정의 전하 축적 시간(T8 ~ T9)을 가질 수 있다. 이 전하 축적 시간(T8 ~ T9) 동안 분배 스위칭부(PDCX)를 동작시키지 않기 때문에 광전 변환부(PD)에서 변환된 전하가 모두 축적되게 되고, 시점(T9)에 전달 스위칭부(RX)를 동작에 의해 전하가 전하 저장부(FD)에 전달될 수 있다. 이렇게 전하 축적 시간 동안에 고조도의 빛으로 인해 광전 변환부(PD)에서 생성된 전하가 전원 전압(VDD)로 전달되지 않고 축적되기 때문에 전하 축적 시간이라는 짧은 시간 동안의 고조도 빛의 차이도 검출될 수 있게 된다. 즉, 전하 축적 시간에 의해, 구간(T5 ~ T8)동안 전압차(Vmax - Vc)의 크기에 비례하여 광전 변환부(PD)에 잔존한 전하 보다도 많은 양의 전하가 광전 변환부(PD)에 축적될 수 있다. 따라서, 고조도상에서의 명함 차이가 검출될 수 있어 이미지 구현 능력이 높아진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 1 주기(T) 동안에 분배 스위칭부(PDCX)의 동작 전압을 단계적으로 조절함으로써 고조도상에서 누설되는 전하를 버리지 않고 이용하여 고조도의 이미지 구현 능력을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지센서에 입사되는 빛의 세기의 변화에 따른 출력값의 세기를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 분배 스위칭부(PDCX)를 사용하지 않고 빛을 센싱하는 경우에는 점선에 의한 출력값이 리드아웃될 수 있다. 즉, 저조도인 구간에서만 이미지를 센싱할 수 있어 고조도의 이미지 처리 능력이 저조했었다.
반면, 도 4의 실선을 살펴보면, 분배 스위칭부(PDCX)를 동작시키지 않은 저조도의 구간1에서는 점선에 의한 출력 슬롭이 관찰될 수 있다. 이어서 빛의 세기가 L1 내지 L2 구간에서는 분배 스위칭부(PDCX)의 동작 전압을 Voff보다 약간 큰 값인 예컨대 Vc을 인가하고 L2 내지 L3 구간에서는 Vc 보다 더 큰 Vb의 을 인가할 수 있다. 즉, 동작 전압의 크기를 크게 할수록 빛의 세기 대비 출력값의 변화 기울기가 작아져서 고조도의 빛을 센싱할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 분배 스위칭부(PDCX)의 동작 전압을 오프 전압으로 인가한 후 소정 전하 축적 시간이 경과한 후 전달 스위칭부(TX)를 동작시키고 있으므로 고조도의 빛의 구간4에서도 출력값의 차이를 발생시킬 수 있다. 즉, 고조도에서의 빛의 센싱 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 저조도의 빛도 센싱할 수 있어, 하나의 광전 변환부만으로도 다이나믹 레인지를 확장시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의해서는 높은 필팩터(Fill Factor)를 유지하면서 센서티버티(Sensitivity)가 향상된 픽셀, 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지센서 및 그 구동방법을 제공할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 광전 변환부(PD);
    상기 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD);
    상기 광전 변환부로부터의 전하를 상기 전하 저장부로 전송하는 제1 스위칭부(TX);
    상기 광전 변환부에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX); 및
    상기 전하 저장부에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함하며,
    상기 제 2 스위칭부는,
    온 전압, 오프 전압 및 상기 온 전압과 오프 전압 사이에 존재하는 적어도 두 개의 전압 값에 따라 단계적으로 변화하는 동작 전압에 의해 구동되는 이미지 전달되는 픽셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭부는,
    상기 오프 전압으로의 변화 후에 소정의 전하 축적 시간을 가지도록 구동되는 픽셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 스위칭부는 상기 광전변환부에 저장된 전하 중 상기 전달되는 동작 전압의 크기에 대응하는 전하를 상기 전원 전압으로 전달하며,
    상기 전원 전압으로는,
    상기 동작 전압의 단계적인 변화에 따라 서로 다른 양의 전하가 전달되는 픽셀.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 소정의 전하 축적 시간 동안 변환된 전하를 저장하는 픽셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전하 저장부에 저장된 광 전하를 제거하는 리셋 스위칭부를 포함하는 픽셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전하 저장부는 일단이 상기 제1 스위칭부에 연결되고 타단이 접지 전압에 연결되는 커패시터로 구성된 픽셀.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 픽셀을 어레이로 갖는 픽셀 어레이.
  8. 제7항의 픽셀 어레이로 구성된 이미지 센서.
  9. 이미지 센서의 구동 방법에 있어서, 상기 이미지 센서는,
    광전 변환부(PD);
    상기 광전 변환부에서 변환된 전하를 저장하는 전하 저장부(FD);
    상기 광전 변환부로부터의 전하를 상기 전하 저장부로 전송하는 제1 스위칭부(TX);
    상기 광전 변환부에서 변환된 전하의 일부를 전원 전압으로 전송하는 제2 스위칭부(PDCX); 및
    상기 전하 저장부에 저장된 전하의 전하량 정보를 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 제2 스위칭부는
    온 전압, 오프 전압 및 상기 온 전압과 오프 전압 사이에 존재하는 적어도 두 개의 전압 값에 따라 단계적으로 변화하는 동작 전압에 의해 구동되는 이미지 센서의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 스위칭부는, 상기 오프 전압으로의 변화 후 소정의 전하 축적 시간을 가지도록 구동되는 이미지 센서의 구동 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 스위칭부는 상기 광전변환부에 저장된 전하 중 상기 전달되는 동작 전압의 크기에 대응하는 전하를 상기 전원 전압으로 전달하며,
    상기 전원 전압으로는,
    상기 동작 전압의 단계적인 변화에 따라 서로 다른 양의 전하가 전달되는 이미지 센서의 구동 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 소정의 전하 축적 시간 동안 변환된 전하를 저장하도록 제어되는 이미지 센서의 구동 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 전하 저장부에 저장된 광 전하를 제거하는 리셋 스위칭부를 더 포함하는 이미지 센서의 구동 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전하 저장부는 일단이 상기 제1 스위칭부에 연결되고 타단이 접지 전압에 연결되는 커패시터로 구성되는 이미지 센서의 구동 방법.
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